CN115704994A - 感光性树脂组合物及其用途、显示设备、和半导体装置 - Google Patents
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Abstract
公开感光性树脂组合物及其用途、显示设备、和半导体装置。所述感光性树脂组合物包含:碱可溶树脂、不同于该碱可溶树脂的可聚合单体、及包括至少一种由式I所示的肟酯类化合物的光引发剂。该式I所示的肟酯类化合物具有高的热稳定性,在一般用于制备感光性树脂组合物的溶剂中有良好的溶解性,并能使该感光性树脂组合物具有良好的成膜性、显影性及感光性。该感光性树脂组合物适合应用于制备半导体用光刻胶、有色光刻胶、光间隔物等光固化材料。式I中各取代基的定义如说明书及权利要求书中所记载的。[式I]
Description
技术领域
本发明涉及一种感光性树脂组合物,特别涉及一种包含肟酯类化合物的感光性树脂组合物及其应用。
背景技术
肟酯类化合物因具备优异的感光性能而被广泛地作为光引发剂并应用于制备例如RGB(红绿蓝)彩色光刻胶、黑色矩阵光刻胶、光间隔物、半导体用光刻胶等光电组件应用的光固化材料。
中国台湾专利公开案TW 201140240A公开了一种由以下通式表示的光聚合引发剂:
其中,R1至R11各自独立地代表氢原子、卤素原子、经取代或未经取代的碳数为1至20的烷基、经取代或未经取代的碳数为2至20的烯基、经取代或未经取代的形成环的原子数为3至10的环烷基、经取代或未经取代的碳数为4至20的环烯基、羟基、经取代或未经取代的碳数为1至20的烷氧基、经取代或未经取代的碳数为2至20的烯氧基、经取代或未经取代的碳数为1至20的烷酰基、经取代或未经取代的碳数为2至20的烯酰基、经取代或未经取代的形成环的碳数为6至14的芳基或经取代或未经取代的形成环的原子数为3至14的杂环基;Ar代表经取代或未经取代的形成环的碳数为6至14的芳基或经取代或未经取代的形成环的原子数为5至14的杂芳基;W代表单键或氧原子;Z代表单键、氧原子或>NR3’(R3’代表经取代或未经取代的碳数为1至20的烷基,或R3’与R3连接而与氮原子一起形成环)。
随着对各式光电组件的性能需求提高,对于作为光引发剂的肟酯类化合物的溶解度及热稳定性以及含有肟酯类化合物的感光性树脂组合物的成膜性、显影性、感光度等性质的要求也同样被提高,所以肟酯类化合物仍有待被进一步改良以满足后续的各式光电组件的应用需求。
发明内容
因此,本发明的第一目的即在于提供一种感光性树脂组合物。
于是,本发明的感光性树脂组合物包含:
碱可溶树脂;
可聚合单体,不同于该碱可溶树脂;及
光引发剂,包括至少一种由式I所示的肟酯类化合物:
[式I]
该式I中,R1至R4各自独立地表示C1至C20直链烷基、C3至C20支链烷基、C2至C20直链烯基、C4至C20支链烯基、环烷基或芳香基,其中,该环烷基及该芳香基为未经取代的或所含的任一个氢原子被前述烷基或烯基代替,
R5表示氢、卤素、硝基、氰基、C1至C20直链烷基、C3至C20支链烷基、环烷基或芳香基,其中,该环烷基及该芳香基为未经取代的或所含的任一个氢原子被前述烷基代替,
R6表示氢、C1至C20直链烷基、C3至C20支链烷基、C2至C20直链烯基、C4至C20支链烯基、环烷基或芳香基,其中,该环烷基及该芳香基为未经取代的或所含的任一个氢原子被前述烷基或烯基代替,
上述R1至R6表示的基团中所含的任一个-CH2-为未经代替的或被选自由下列所构成的组的一个基团代替:-O-、-S-、-NH-、-C=O-、-O(C=O)-、-(C=O)O-、-NH(C=O)-及-(C=O)NH-,且相邻的-CH2-不可以同时被上述基团代替,及
R7表示桥环基或具有桥环基的基团。
因此,本发明的第二目的即在于提供一种肟酯类化合物。
于是,本发明肟酯类化合物由式I所示:
[式I]
该式I中,R1至R4各自独立地表示C1至C20直链烷基、C3至C20支链烷基、C2至C20直链烯基、C4至C20支链烯基、环烷基或芳香基,其中,该环烷基及该芳香基为未经取代的或所含的任一个氢原子被前述烷基或烯基代替;
R5表示氢、卤素、硝基、氰基、C1至C20直链烷基、C3至C20支链烷基、环烷基或芳香基,其中,该环烷基及该芳香基为未经取代的或所含的任一个氢原子被前述烷基代替;
R6表示氢、C1至C20直链烷基、C3至C20支链烷基、C2至C20直链烯基、C4至C20支链烯基、环烷基或芳香基,其中,该环烷基及该芳香基为未经取代的或所含的任一个氢原子被前述烷基或烯基代替;
上述R1至R6表示的基团中所含的任一个-CH2-为未经代替的或被选自由下列所构成的组的一个基团代替:-O-、-S-、-NH-、-C=O-、-O(C=O)-、-(C=O)O-、-NH(C=O)-及-(C=O)NH-,且相邻的-CH2-不可以同时被上述基团代替;及
R7表示桥环基或具有桥环基的基团。
因此,本发明的第三目的即在于提供一种如上所述的感光性树脂组合物的用途。
于是,本发明的如上所述的感光性树脂组合物的用途包括应用于制备光间隔物、有色光刻胶或半导体用光刻胶。
因此,本发明的第四目的即在于提供一种显示设备。
于是,本发明的显示设备包含由如上所述的感光性树脂组合物形成的有色光刻胶。
因此,本发明的第五目的即在于提供一种半导体装置。
于是,本发明的半导体装置包含由如上所述的感光性树脂组合物形成的半导体用光刻胶。
本发明的一个功效在于:本发明的肟酯类化合物的分子结构包含作为主要骨架的咔唑(carbazole)基团、两个包括肟酯基团的取代基、及桥环基或具有桥环基的基团,使得该肟酯类化合物具有高的热稳定性以及在一般用于制备感光性树脂组合物的溶剂中有良好的溶解性,因而特别适合作为感光性树脂组合物用的光引发剂。
本发明的又一功效在于:含有上述肟酯类化合物的该感光性树脂组合物具有高的感光性,因而适合应用于制备半导体用光刻胶、有色光刻胶、光间隔物等光固化材料,尤其特别适合应用于制备黑色矩阵光刻胶,以及该感光性树脂组合物具有良好的成膜性及显影性,继而能避免该显示设备出现云纹(mura)缺陷,此外,因该肟酯类化合物具有高的热稳定性,从而其还使得该感光性树脂组合物具有良好的热稳定性。
具体实施方式
本文中的用语“(甲基)丙烯酸酯”泛指甲基丙烯酸酯及/或丙烯酸酯。
本发明的感光性树脂组合物包含碱可溶树脂、可聚合单体及光引发剂。
该碱可溶树脂的种类没有特别限制,可为光固化材料技术领域中所知的任何碱可溶树脂,并且为熟悉光固化材料技术领域技艺的人士能根据该感光性树脂组合物的后续实际应用而弹性选择的。在本发明的一些实施方式中,该碱可溶树脂选自(甲基)丙烯酸酯系树脂、酚醛清漆系树脂、环氧树脂、聚乙烯基酚系树脂及含羧基的氨基甲酸酯树脂中的一种或多种。其中,该(甲基)丙烯酸酯系树脂例如但不限于含羧基的(甲基)丙烯酸酯系树脂、含羟基的(甲基)丙烯酸酯系树脂、及含环氧基的(甲基)丙烯酸酯系树脂中的一种或多种。该酚醛清漆系树脂例如但不限于含羧基的酚醛清漆系树脂。该环氧树脂例如但不限于含羧基的环氧树脂。优选地,以该感光性树脂组合物的固体成分为100重量%,该碱可溶树脂的含量范围为5重量%至60重量%,能使得该感光性树脂组合物有较佳的显影性;更优选地,该碱可溶树脂的含量范围为10重量%至50重量%;最优选地,该碱可溶树脂的含量范围为12重量%至30重量%。
该可聚合单体不同于该碱可溶树脂,该可聚合单体的种类没有特别限制,可为光固化材料技术领域中所知的任何可聚合单体,并且为熟悉光固化材料技术领域技艺的人士能根据该感光性树脂组合物的后续实际应用而弹性选择的。在本发明的一些实施方式中,该可聚合单体选自含环氧基的可聚合单体、含至少一个乙烯性(烯属)不饱和键的可聚合单体、及含环氧基及乙烯性不饱和键的可聚合单体中的一种或多种。其中,该含环氧基的可聚合单体例如但不限于环氧双酚芴、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯等。该含环氧基及乙烯性不饱和键的可聚合单体例如但不限于乙二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、邻苯二甲酸二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、甘油聚缩水甘油醚聚(甲基)丙烯酸酯、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷等。该含至少一个乙烯性不饱和键的可聚合单体选自含一个乙烯基的化合物、及含二个以上乙烯基的化合物中的一种或多种。该含一个乙烯基的化合物例如但不限于(甲基)丙烯酸酯类化合物、(甲基)丙烯酰胺类化合物或羟基(甲基)丙烯酸酯类化合物等。该含二个以上乙烯基的化合物例如但不限于二缩三丙二醇二丙烯酸酯(tripropylene glycol diacrylate,TPGDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylolpropane triacrylate,TMPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritol triacrylate,PETA)或一缩二季戊四醇六丙烯酸酯(di-pentaerythritol hexaacrylate,DPHA)等。较优选地,以该感光性树脂组合物的固体成分为100重量%,该可聚合性单体的含量范围为5重量%至60重量%,能使得该感光性树脂组合物有较佳的固化性;更优选地,该可聚合性单体的含量范围为10重量%至50重量%;最优选地,该可聚合性单体的含量范围为12重量%至30重量%。
该光引发剂包括至少一种由式I所示的肟酯类化合物:
[式I]
该式I中,R1至R4各自独立地表示C1至C20直链烷基、C3至C20支链烷基、C2至C20直链烯基、C4至C20支链烯基、环烷基或芳香基,其中,该环烷基及该芳香基为未经取代的或所含的任一个氢原子被前述直链烷基、支链烷基、直链烯基或支链烯基代替。较优选地,该R1至R4各自独立地表示C1至C8直链烷基、C3至C10支链烷基或C3至C6环烷基。更优选地,R1及R2各自独立地表示C1至C2直链烷基,且R3及R4各自独立地表示C1至C5直链烷基或C3至C10支链烷基。
R5表示氢、卤素、硝基、氰基、C1至C20直链烷基、C3至C20支链烷基、环烷基或芳香基,其中,该环烷基及该芳香基为未经取代的或所含的任一个氢原子被前述直链烷基或支链烷基代替。较优选地,该R5表示氢、氰基、C1至C8直链烷基或C3至C7环烷基。更优选地,该R5表示氢、氰基、C1至C3直链烷基或C7环烷基。
R6表示氢、C1至C20直链烷基、C3至C20支链烷基、C2至C20直链烯基、C4至C20支链烯基、环烷基或芳香基,其中,该环烷基及该芳香基为未经取代的或所含的任一个氢原子被前述直链烷基、支链烷基、直链烯基或支链烯基代替。较优选地,该R6表示氢、C1至C8直链烷基或苯基。更优选地,该R6表示氢、CH3或苯基。
上述R1至R6表示的基团中所含的任一个-CH2-为未经取代的或被选自由下列所构成的组的一个基团代替:-O-、-S-、-NH-、-C=O-、-O(C=O)-、-(C=O)O-、-NH(C=O)-及-(C=O)NH-,且相邻的-CH2-不可以同时被上述基团代替。较优选地,上述R1至R6表示的基团中所含的任一个-CH2-为未经取代的或被选自由下列所构成的组的一个基团代替:-C=O-、-O(C=O)-及-(C=O)O-,且相邻的-CH2-不可以同时被上述基团代替。
上述R1至R6中,该环烷基为未经取代的时的碳数范围例如但不限于3至10,该环烷基为未经取代的时的具体实例为例如但不限于环丙基、环丁基、环戊基或环己基等。该芳香基为未经取代的时的碳数范围例如但不限于5至10,该芳香基为未经取代的时的具体实例为例如但不限于苯基、萘基等。另要说明的是,该环烷基及该芳香基为经取代的时,所含的任一个氢原子除了被前述直链烷基、支链烷基、直链烯基或支链烯基代替之外,也可以被卤素、炔基、芳基、环烷基或杂环基代替。
R7表示桥环基或具有桥环基的基团(或称为具有桥环基的衍生物)。如本文中所使用的,“具有桥环基的基团”不涵盖桥环基,换句话说,具有桥环基的基团不同于桥环基。较优选地,该R7表示-L1-R7’,其中,该L1表示单键、C1至C20直链亚烷基、C3至C20支链亚烷基或C4至C20亚(环烷基烷基),且该R7’表示 更优选地,该L1表示单键、C1至C3直链亚烷基或C3至C5支链亚烷基,且该R7’表示
较优选地,该式I所示的肟酯类化合物选自式I-1至式I-15所示的肟酯类化合物中的一种或多种。
该式I所示的肟酯类化合物的共同制法如下所示,并可根据常规的有机合成方法弹性选择及调整具体的合成条件:
较优选地,以该感光性树脂组合物的固体成分为100重量%,该式I所示的肟酯类化合物的含量范围为1重量%至30重量%,能使得该感光性树脂组合物具有较佳的成膜性及固化性;更优选地,该式I所示的肟酯类化合物的含量范围为2重量%至20重量%;最优选地,该式I所示的肟酯类化合物的含量范围为5重量%至15重量%。
本发明的感光性树脂组合物可选择性地包含其它试剂,例如,但不限于,分散剂、颜料、溶剂、偶联剂、表面活性剂、涂布性提高剂、显影改良剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂等。
本发明的感光性树脂组合物可应用于制备半导体用光刻胶、有色光刻胶、光间隔物等光固化材料。因此,本发明还涉及所述感光性树脂组合物用于制备半导体用光刻胶、有色光刻胶、光间隔物等光固化材料的用途。
本发明的显示设备包含由该感光性树脂组合物形成的有色光刻胶。该有色光刻胶例如黑色矩阵光刻胶和RGB彩色光刻胶。
本发明的半导体装置包含由该感光性树脂组合物形成的半导体光刻胶。
本发明将就以下实施例作进一步说明,但应理解的是,所述实施例仅为例示说明之用,而不应被解释为对本发明的范围的限制。
[实施例1]式I-1所示的肟酯类化合物
依据以下的反应途径合成式I-1所示的肟酯类化合物:
(1).在冰浴环境中将16.7克的咔唑与200毫升的二氯甲烷倒入一个三颈瓶中,再将33.33克的三氯化铝加入该三颈瓶中并搅拌30分钟,然后将24.5克的丁酰氯缓慢滴入该三颈瓶中且在室温环境中反应2小时,接着在该三颈瓶中倒入冰水以终止反应,得到反应产物。将该反应产物以二氯甲烷萃取并收集有机层,接着将该有机层先以5wt%的碳酸氢钠水溶液进行酸碱中和,再以水及饱和食盐水洗涤,然后以无水硫酸镁除水,最后浓缩得到粗产物。将该粗产物以管柱层析[固定相为Merck silica gel 60(70-230mesh ASTM),移动相为乙酸乙酯:正庚烷=1:4至1:2梯度洗脱]进行纯化,得到18.4克的化合物1a(产率60%)。
利用质谱仪(Perkin Elmer GC Clarus 600)分析该化合物1a的分子量,结果为MS(m/z):307.2(M+H)+。
利用核磁共振波谱仪(Bruker Avance III HD 400MHz)分析该化合物1a的分子结构:1H-NMR(CDCl3,400MHz),δ(ppm):8.772(2H,d,J=1.2Hz),8.633(1H,s),8.141-8.117(2H,m),7.478(2H,d,J=8.4Hz),3.084(4H,t,J=7.2Hz),1.871-1.797(4H,m),1.054(6H,t,J=7.6Hz)。
(2).在室温环境中将30.7克的该化合物1a、100毫升的二甲基亚砜、22.0克的1-金刚烷基甲基丙烯酸酯(1-adamantyl methacrylate)及27.64克的碳酸钾加入一个反应瓶中,使该反应瓶中的混合物在50℃进行反应6小时得到反应产物。将该反应产物倒入水中,接着以乙酸乙酯萃取并收集有机层,然将该有机层先以水及饱和食盐水洗涤,再以无水硫酸镁除水,最后浓缩得到粗产物。将该粗产物以管柱层析[固定相为Merck silica gel 60(70-230mesh ASTM),移动相为乙酸乙酯:正庚烷=1:4]进行纯化,得到26.4克的化合物1b(产率50%)。
利用质谱仪(Thermo Scientific TSQ Altis)分析该化合物1b的分子量,结果为MS(m/z):528.4(M+H)+。
利用核磁共振波谱仪分析该化合物1b的分子结构:1H-NMR(CDCl3,400MHz),δ(ppm):8.772(2H,d,J=1.2Hz),8.171-8.145(2H,m),7.480(2H,d,J=8.8Hz),4.678-4.622(1H,m),4.307-4.251(1H,m),3.098-3.010(5H,m),2.059(3H,s),1.866-1.811(9H,m),1.563(5H,s),1.233-1.166(4H,m),1.051(6H,t,J=7.2Hz)。
(3).在冰浴环境中将52.8克的该化合物1b、200毫升的四氢呋喃及20.3克的浓盐酸加到一个反应瓶中,再将29.3克的亚硝酸异戊酯缓慢滴入该反应瓶中并在冰浴环境中进行反应,得到反应产物。将该反应产物先以饱和碳酸钾水溶液酸碱中和至中性,再浓缩除去四氢呋喃,接着以200毫升的乙酸乙酯萃取并收集有机层。将该有机层以水及饱和食盐水洗涤,之后以无水硫酸镁除水,最后浓缩得到粗产物。将该粗产物以管柱层析[固定相为Mercksilica gel 60(70-230mesh ASTM),移动相为乙酸乙酯:正庚烷=1:3]进行纯化,得到23.4克的化合物1c(产率40%)。
利用质谱仪(Thermo Scientific TSQ Altis)分析该化合物1c的分子量,结果为MS(m/z):586.4(M+H)+。
利用核磁共振波谱仪分析该化合物1c的分子结构:1H-NMR(CDCl3,400MHz),δ(ppm):8.954(2H,s),8.563(2H,s),8.030-8.004(2H,m),7.236(2H,d,J=8.8Hz),4.526-4.472(1H,m),4.200-4.141(1H,m),2.990-2.900(1H,m),2.767(4H,q,J=7.6Hz),2.115(3H,s),1.968(6H,s),1.610(6H,s),1.148(6H,t,J=7.6Hz),1.063(3H,d,J=6.8Hz)。
(4).于冰浴环境中将23.4克的该化合物1c、80毫升的乙酸乙酯及12.3克的醋酸酐加入一个反应瓶中并进行反应,得到反应产物。将该反应产物先以饱和碳酸钾水溶液进行酸碱中和至中性,接着以乙酸乙酯萃取并收集有机层。将该有机层以水及饱和食盐水洗涤,之后以无水硫酸镁除水,最后浓缩得到粗产物。将该粗产物以管柱层析[固定相为Mercksilica gel 60(70-230mesh ASTM),移动相为乙酸乙酯:正庚烷=1:3]进行纯化,得到18.7克的化合物1d,即为式I-1所示的肟酯类化合物(产率70%)。
利用质谱仪(Thermo Scientific TSQ Altis)分析该化合物1d的分子量,结果为MS(m/z):692.3(M+Na)+。
利用核磁共振波谱仪分析该化合物1d的分子结构:1H-NMR(CDCl3,400MHz),δ(ppm):8.915(2H,d,J=1.2Hz),8.287-8.261(2H,m),7.510(2H,d,J=8.8Hz),4.688-4.632(1H,m),4.303-4.247(1H,m),3.081-2.991(1H,m),2.852(4H,q,J=7.6Hz),2.285(6H,s),2.073(3H,s),1.935-1.868(6H,m),1.574(6H,s),1.250-1.112(9H,m)。
[比较例1]肟酯类化合物
比较例1的肟酯类化合物的结构如下:
[比较例2]肟酯类化合物
比较例2的肟酯类化合物的结构如下:
比较例2的肟酯类化合物的制备方法与式I-1肟酯类化合物的制备方法类似,差别在于在比较例2中,是将步骤(2)中的1-金刚烷基甲基丙烯酸酯替换成丙烯酸环己酯。
[比较例3]肟酯类化合物
比较例3的肟酯类化合物的结构如下:
[肟酯类化合物的性质评价]
溶解度:
对实施例1及比较例1至3的肟酯类化合物分别进行以下溶解度测试:在25℃的环境中,一边搅拌一边持续将肟酯类化合物加到10.0克的丙二醇甲基醚醋酸酯(简称PGMEA)中直至肟酯类化合物无法溶解在PGMEA中,记录此时的肟酯类化合物的用量为溶解量上限值(按重量计)并将其代入下列公式计算溶解度:溶解度(wt%)=肟酯类化合物的溶解量上限值÷(肟酯类化合物的溶解量上限值+PGMEA用量)×100%。
热稳定性:
对实施例1及比较例1至3的肟酯类化合物分别进行以下热稳定性测试:利用热重分析仪(简称TGA,厂商TA instruments,型号Q500),将肟酯类化合物于氮气环境中从室温(25℃)升温至110℃,在110℃保持30分钟后,再以10℃/min的升温速率从110℃升温至400℃,并记录肟酯类化合物发生5%重量损失时的温度。肟酯类化合物的热稳定性的评价标准为:发生5%重量损失时的温度大于230℃,评价为“◎”;发生5%重量损失时的温度为200℃至230℃,评价为“○”;发生5%重量损失时的温度小于200℃,评价为“●”,结果记录于表1中。
表1
参阅表1的溶解度结果,相较于比较例1至3的肟酯类化合物,实施例1的式I-1的肟酯类化合物在PGMEA中具有较高的溶解度,证明本发明的肟酯类化合物在溶剂中有较佳的溶解性。
参阅表1的热稳定性结果,相较于比较例1至3的肟酯类化合物发生5%重量损失时的温度,实施例1的式I-1的肟酯类化合物发生5%重量损失时的温度较高,证明本发明的肟酯类化合物具有较佳的热稳定性。值得一提的是,熟悉光固化材料技术领域技艺的人士普遍认知感光性树脂组合物的热稳定性主要取决于光引发剂的热稳定性,因此由本发明的肟酯类化合物具有较佳的热稳定性可知,本发明的感光性树脂组合物应也具有较佳的热稳定性。
[应用例1]感光性树脂组合物
应用例1的感光性树脂组合物是使用实施例1的式I-1的肟酯类化合物作为光引发剂制备的,应用例1的感光性树脂组合物的制法包括以下步骤:
(1).将40摩尔的甲基丙烯酸、40摩尔的甲基丙烯酸苄酯(benzyl methacrylate)、10摩尔的甲基丙烯酸羟乙酯及10摩尔的丙烯酸2-[4-(1-甲基-1-苯基乙基)苯氧基]乙酯(2-[4-(1-methyl-1-phenylethyl)phenoxy]ethyl acrylate)于80℃进行共聚合反应5小时,得到碱可溶树脂A(重均分子量为10000g/mol,酸值为90mg KOH/g)。
(2).将60克的环氧化合物(厂商:DIC公司,型号:N740,环氧当量:181克/当量)、15克的丙烯酸、200克的PGMEA、2.5克的1-甲基咪唑及0.15克的对甲氧基苯酚于100℃进行反应10小时,得到环氧丙烯酸酯溶液(酸值为5mgKOH/g以下)。之后,将25重量份的该环氧丙烯酸酯溶液及2.5重量份的四氢苯酐(THPA)于80℃进行反应4小时,得到碱可溶树脂B(重均分子量为8000g/mol,酸值为100mg KOH/g)。
(3).将25重量份的该碱可溶树脂B、6重量份的该碱可溶树脂A、30重量份的二季戊四醇六丙烯酸酯、6重量份的实施例1的式I-1的肟酯类化合物、260重量份的黑色颜料及500重量份的溶剂(由100重量份的3-乙氧基丙酸乙酯与400重量份的PGMEA组成)均匀混合,制得应用例1的感光性树脂组合物。
[参考例1至2]感光性树脂组合物
参考例1至2的感光性树脂组合物与应用例1的感光性树脂组合物差异仅在于,参考例1至2分别使用如下所示的肟酯类化合物作为光引发剂:
[感光性树脂组合物的性质评价]
云纹缺陷检测:
对应用例1及参考例1至2的感光性树脂组合物分别进行以下云纹缺陷检测:将感光性树脂组合物涂布在基板上后以100℃进行干燥1分钟而形成一层厚度1.5μm的涂膜,待该涂膜冷却至室温后,以I-line对该涂膜进行曝光,接着使用浓度为1wt%的KOH水溶液对经曝光的该涂膜在24℃进行显影40秒而形成图案化的涂膜,再利用高压喷射清洗机对该图案化的涂膜进行高压清洗30秒,然后再以230℃硬烤20分钟,形成黑色光刻胶。于黄光下,以目视检测该黑色光刻胶的云纹缺陷。
表2
参阅表2,由参考例1及2的感光性树脂组合物形成的黑色光刻胶中存在云纹缺陷,而由应用例1的感光性树脂组合物形成的黑色光刻胶中几乎不可见云纹缺陷,证明本发明的感光性树脂组合物具有较佳的成膜性、显影性及感光性。
以上所述内容仅为本发明的实施例,不能以此限定本发明实施的范围。凡是根据本发明权利要求及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰,皆仍属于本申请所涵盖的范围。
Claims (16)
1.一种感光性树脂组合物,包含:
碱可溶树脂;
可聚合单体,不同于该碱可溶树脂;及
光引发剂,包括至少一种由式I所示的肟酯类化合物:
[式I]
该式I中,R1至R4各自独立地表示C1至C20直链烷基、C3至C20支链烷基、C2至C20直链烯基、C4至C20支链烯基、环烷基或芳香基,其中,该环烷基及该芳香基为未经取代的或所含的任一个氢原子被前述烷基或烯基代替,
R5表示氢、卤素、硝基、氰基、C1至C20直链烷基、C3至C20支链烷基、环烷基或芳香基,其中,该环烷基及该芳香基为未经取代的或所含的任一个氢原子被前述烷基代替,
R6表示氢、C1至C20直链烷基、C3至C20支链烷基、C2至C20直链烯基、C4至C20支链烯基、环烷基或芳香基,其中,该环烷基及该芳香基为未经取代的或所含的任一个氢原子被前述烷基或烯基代替,
上述R1至R6表示的基团中所含的任一个-CH2-为未经代替的或被选自由下列所构成的组的一个基团代替:-O-、-S-、-NH-、-C=O-、-O(C=O)-、-(C=O)O-、-NH(C=O)-及-(C=O)NH-,且相邻的-CH2-不能同时被上述基团代替,及
R7表示桥环基或具有桥环基的基团。
4.如权利要求1所述的感光性树脂组合物,其中,该式I中,该R1至R4各自独立地表示C1至C8直链烷基、C3至C10支链烷基或C3至C6环烷基,R5表示氢、氰基、C1至C8直链烷基或C3至C7环烷基,及R6表示氢、C1至C8直链烷基或苯基,上述R1至R6表示的基团中所含的任一个-CH2-为未经代替的或被选自由下列所构成的组的一个基团代替:-C=O-、-O(C=O)-及-(C=O)O-,且相邻的-CH2-不能同时被上述基团代替。
5.如权利要求4所述的感光性树脂组合物,其中,该式I中,R1及R2各自独立地表示C1至C2直链烷基,R3及R4各自独立地表示C1至C5直链烷基或C3至C10支链烷基,R5表示氢、氰基、C1至C3直链烷基或C7环烷基,且R6表示氢、CH3或苯基。
6.如权利要求1所述的感光性树脂组合物,其中,以该感光性树脂组合物的固体成分为100重量%,该肟酯类化合物的含量范围为1重量%至30重量%。
7.如权利要求1所述的感光性树脂组合物,其中,以该感光性树脂组合物的固体成分为100重量%,该碱可溶树脂的含量范围为5重量%至60重量%。
8.如权利要求1所述的感光性树脂组合物,其中,以该感光性树脂组合物的固体成分为100重量%,该可聚合单体的含量范围为5重量%至60重量%。
9.一种肟酯类化合物,由式I所示:
[式I]
该式I中,R1至R4各自独立地表示C1至C20直链烷基、C3至C20支链烷基、C4至C20环烷基烷基、C2至C20直链烯基、C4至C20支链烯基、环烷基或芳香基,其中,该环烷基及该芳香基为未经取代的或所含的任一个氢原子被前述烷基或烯基代替;
R5表示氢、卤素、硝基、氰基、C1至C20直链烷基、C3至C20支链烷基、环烷基或芳香基,其中,该环烷基及该芳香基为未经取代的或所含的任一个氢原子被前述烷基代替;
R6表示氢、C1至C20直链烷基、C3至C20支链烷基、C2至C20直链烯基、C4至C20支链烯基、环烷基或芳香基,其中,该环烷基及该芳香基为未经取代的或所含的任一个氢原子被前述烷基或烯基代替;
上述R1至R6表示的基团中所含的任一个-CH2-为未经代替的或被选自由下列所构成的组的一个基团代替:-O-、-S-、-NH-、-C=O-、-O(C=O)-、-(C=O)O-、-NH(C=O)-及-(C=O)NH-,且相邻的-CH2-不能同时被上述基团代替;及
R7表示桥环基或具有桥环基的基团。
12.如权利要求9所述的肟酯类化合物,其中,该式I中,该R1至R4各自独立地表示C1至C8直链烷基、C3至C10支链烷基或C3至C6环烷基,R5表示氢、氰基、C1至C8直链烷基或C3至C7环烷基,及R6表示氢、C1至C8直链烷基或苯基,上述R1至R6表示的基团中所含的任一个-CH2-为未经代替的或被选自由下列所构成的组的一个基团代替:-C=O-、-O(C=O)-及-(C=O)O-,且相邻的-CH2-不能同时被上述基团代替。
13.如权利要求12所述的感光性树脂组合物,其中,该式I中,R1及R2各自独立地表示C1至C2直链烷基,R3及R4各自独立地表示C1至C5直链烷基或C3至C10支链烷基,R5表示氢、氰基、C1至C3直链烷基或C7环烷基,且R6表示氢、CH3或苯基。
14.如权利要求1至8中任一项所述的感光性树脂组合物的用途,包括应用于制备光间隔物、有色光刻胶或半导体用光刻胶。
15.一种显示设备,包含由如权利要求1至8中任一项所述的感光性树脂组合物形成的有色光刻胶。
16.一种半导体装置,包含由如权利要求1至8中任一项所述的感光性树脂组合物形成的半导体用光刻胶。
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